EPFL-Forscher haben ein Implantat entwickelt, dass lange haltbar und biologisch abbaubar ist sowie ohne Operation im Körper platzieren werden kann.
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Ein von der EPFL entwickeltes Neuro-Implantat der neuesten Generation: lange haltbar, biologisch abbaubar und ohne Operation im Körper zu platzieren (Bild ETH Lausanne). - © 2021 EPFL

Das Wichtigste in Kürze

  • EPFL-Forscher haben abbaubare Implantate entwickelt.
  • Eine Operation wird nicht mehr benötigt.

Konventionelle Nerven-Implantate sind schwierig einzusetzen und zu entfernen. Neuere Modelle sind zwar leichter und anpassbarer, gehen aber schnell kaputt. In Lausanne sind nun biologisch abbaubare Implantate entwickelt worden, die lange halten und keine OP benötigen.

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Ärzte sind öfters geimpft. - Keystone

Die Erfindung der EPFL-Ingenieure verschwindet nach einer Weile rückstandslos im Körper, wie die ETH Lausanne am Freitag mitteilte. Auch lasse sie natürliches Gewebe nachwachsen.

Die Implantate können in Blutgefässe von Patienten eingesetzt werden statt ins Gehirn. Invasive Operationen können vermieden werden.

Abbaubare Materialien mit kurzer Lebensdauer

Das erste Hindernis betraf die kurze Lebensdauer biologisch abbaubarer Materialien, die ihre Einsatzmöglichkeiten einschränkt. «Die biologisch abbaubaren neuronalen Schnittstellen, die derzeit entwickelt werden, funktionieren nur einige Tage lang. Das schränkt die Anwendungsmöglichkeiten stark ein», sagt Diego Ghezzi, Professor an der School of Engineering der EPFL und Inhaber des Medtronic-Lehrstuhls für Neuroengineering.

Das von Ghezzis Team entwickelte neuronale Interface besteht vollständig aus Polymeren, die sich nach einigen Monaten auf natürliche Weise abbauen. Es kann daher in mittel- bis langfristigen Anwendungen wie der Überwachung epileptischer Aktivität oder der Unterstützung der Neurorehabilitation nach einer Verletzung eingesetzt werden.

Natürliches Gewebe wächst nach

Die Ingenieure fanden auch heraus, dass das umgebende Gewebe auf natürliche Weise nachwächst, sobald das Implantat verschwunden ist. «Das ist anders als bei den meisten Implantaten, die (...) nicht mit dem Gewebe interagieren», sagt Ghezzi.

3D-Druck
Ein Ärzte-Team aus Israel konnte sich dank der 3D-Druck- und VR-Technologie bestens auf die komplizierte Operation von siamesischen Zwillingen vorbereiten. (Symbolbild) - Pixabay

Das Team wollte auch ein Gerät entwickeln, das ohne eine grössere Operation implantiert werden kann. Konventionelle neuronale Schnittstellen werden direkt im Gehirn platziert, und die winzigen Elektroden, die sie enthalten, stimulieren oder zeichnen die Gehirnaktivität auf. Diese Geräte werden etwa zur Behandlung von Parkinson, Epilepsie und Zwangsstörungen sowie zur Erforschung des Gehirns eingesetzt.

Das von Ghezzi und seinen Kollegen entwickelte Implantat macht eine invasive Operation überflüssig, da es in ein Blutgefäss des Patienten implantiert werden kann. «Wir haben unser Implantat nach dem Vorbild von Stents entwickelt, die zur Erweiterung von Arterien und Venen verwendet werden», sagt Adele Fanelli, Doktorandin in Ghezzis Labor. «Der chirurgische Eingriff ist mittlerweile Routine, und die Erholungszeit ist kurz.»

Gehirn
Ein Gehirn-Modell. - Keystone

Das neuronale Interface der EPFL kann mit dem Gehirn kommunizieren, muss aber nicht in direktem Kontakt mit dem Nervensystem stehen. Da es aus Polymeren und nicht aus Metall besteht, ruft es keine starken Entzündungsreaktionen hervor.

Die Ergebnisse des Teams wurden in «Biomaterials and Advanced Materials Technologies» veröffentlicht.

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